论文标题:研究论文引读
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1.文章简介
本文介绍了两篇发表在《frontiers in energy》上的研究论文:
[1] chao shen, wei gu, enbo luo. transient performance comparison of grid-forming converters with different frt control strategies. front. energy,
[2] haoqing wu, yaoyuan zhang, shijie mi, et al. a methodology for regulating fuel stratification and improving fuel economy of gci mode via double main-injection strategy. front. energy,
2.文章一
不同frt控制策略下
并网变流器的暂态性能比较
摘要:在遭受电网故障时,并网变流器 (gfm) 面临瞬态浪涌电流和同步不稳定的威胁。gfm需要具有故障穿越 (frt) 能力,以在电网故障期间以并网模式保持安全稳定运行,而不是无意中断与电网的连接。在最近的研究中,已经提出了不同的frt控制策略,这些策略具有不同的特点,适用于不同的运行条件。为了确定它们的应用范围,本文对不同 frt 控制策略的瞬态性能进行了直观比较。首先,介绍了三种典型的frt控制策略(虚阻抗控制、限流控制和模式切换控制),并建立了瞬态数学模型。然后对瞬态涌流和瞬态同步稳定性进行了详细的比较分析。研究结果将有助于指导frt控制策略的选择和设计。最后,基于pscad/emtdc的仿真结果验证了理论分析的正确性。
图1 采用三种典型的frt控制策略的gfm并网控制框图。
文章具体的结论如下:
(1) 从励磁涌流限制的角度,将gfm的瞬态励磁涌流分为周期性交流励磁涌流和非周期性直流励磁涌流。当采用虚阻抗控制(vic)时,gfm保持在压控模式,附加虚阻抗可以有效地限制周期性交流分量,而非周期性直流分量保持不可控。当考虑时间延迟时,这种特性将不利于电流限制。然而,限流控制(clc)和模式切换控制(msc)都会将gfm转变为电流控制模式,可以直接调节输出电流。因此,即使在考虑时延的情况下,它们也具有良好的限流性能。
(2) 在瞬态稳定分析的基础上,vic和clc在整个故障期间都利用电源同步控制(psc)实现了与电网的同步,而msc在电网故障时依靠锁相环实现与电网的同步,并在故障排除后转变为psc主导模式。这使得msc的控制设计更加复杂。此外,由于锁相环的存在,msc对系统的短路比(scr)更加敏感,这意味着当受到极弱的系统条件时,它容易出现不稳定问题。然而,当系统的scr发生显著变化时,vic和clc的临界间隙时间在小范围内变化。
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3.文章二
一种通过双主喷策略调节燃油分层并提高gci模式燃油经济性的方法
摘要:汽油压燃式(gci)燃烧面临最大压力上升率(mprr)高、高负荷燃烧劣化等问题。本文旨在通过利用双主喷射 (dmi) 策略调节浓度分层和促进燃料-气体混合来提高 gci 模式的发动机性能。两个直喷器同时喷射辛烷值为82.7的汽油,研究两个主喷射和废气再循环(egr)之间的能量比对燃烧和排放的影响。使用 dmi 策略进行高负荷实验,并与单主喷射 (smi) 策略和传统柴油燃烧进行比较。结果表明,dmi 策略在降低 mprr 和提高 gci 模式的燃油经济性方面具有巨大潜力。在 10 bar的指示平均有效压力下,增加主喷-2比率 (rm-2) 会缩短注射持续时间并增加平均混合时间。优化的rm-2可以缓和 mprr 和指示比油耗之间的权衡,同时两者都有所降低。考虑到燃烧和排放,应采用适当的废气再循环。dmi策略实现了高负荷下的高效稳定燃烧,指示热效率(ite)大于48%,co和thc排放处于低水平,mprr在合理范围内。与smi策略相比,ite最大提升为1.5%,mprr最大降低为1.5 bar/°ca。
图2 实验装置示意图。
主要研究结论概括如下:
(1) 在dmi模式下,两个直喷器同时主喷,可以实现快速供油和燃料分层控制。当rm-2增大时,平均混合时间增加,mprr和指示比油耗先减小后增大。大量的主喷-2会导致燃油粘在活塞顶部和气缸套上,导致燃烧和排放恶化。
(2) 废气再循环对dmi模式的燃烧和排放有显著影响。当废气再循环率从0增加到55%时,nox排放量减少了约6g/kwh。废气再循环将延迟燃烧阶段,从而降低ite。废气再循环率的增加减少了颗粒物的数量,同时增加了mprr。因此,应综合考虑燃烧和排放,采用合适的废气再循环率。
(3) dmi策略实现了gci模式的高效稳定燃烧。在高负荷时,ite大于48%,co和thc排放处于较低水平(低1×10−4),最低排放比在合理范围内。随着发动机负荷的增加,扩散燃烧比增大,放热率曲线呈双峰型。
(4) dmi策略可以降低gci模式对喷油压力的要求,改善高mprr和燃烧恶化的问题。与高负载下的smi策略相比,dmi策略表现出更高的ite和更低的mprr。在15.5bar时,mprr降低约1.5bar/°ca,ite增加约0.7%。dmi模式的co和thc排放量低于或相当于smi模式的排放量。dmi模式的主要缺点是略微增加了nox排放。
dmi策略可以提高燃油经济性,降低高负荷下的mprr,这对gci模式具有重要意义。然而,这只是在gci模式下对发动机的两个直喷器进行的初步尝试。将来可以研究喷油时间的影响,以实现清洁燃烧。此外,通过cfd模拟来优化喷油器的喷油位置是必要的。
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frontiers in energy (sci,2021 if 2.964),能源领域综合性英文学术期刊,于2007年创刊,现为中国工程院院刊之一 (transactions of cae)。翁史烈院士和倪维斗院士担任名誉主编。中国工程院黄震院士、周守为院士、苏义脑院士和彭苏萍院士任主编,加拿大皇家科学院/加拿大工程院张久俊院士、美国艺术与科学院radenka maric院士、nicolas alonso-vante 教授和巨永林教授任副主编。本届编委会中国工程院、中国科学院、外籍和国外科学院或工程院等院士共46名,占比为51%。
出版能源领域原创研究论文、综述、展望、观点、评论、新闻热点等。涉及领域包括(不限于):能源转化与利用,可再生能源,储能技术,氢能与燃料电池,二氧化碳捕集、利用与封存,动力电池与电动汽车,先进核能技术,智能电网和微电网,新型能源系统,能源与环境,能源经济和政策等。
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